淺談智慧農業未來趨勢

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  五年、十年後農業會變成什麼樣的型態?田間排列各式感應器、空中有無人機在噴灑農藥、收成期有機器人收成作物;溫室感光系統隨著季節調整光照時間、室內空調系統根據大氣組成開啟通風設備?大家對於未來農業有著不同的想像,企盼有朝一日農業生產毋須高勞動力投入,農夫在家就能輕鬆掌控作物生產。

  現階段的智慧農業結合資通訊技術(ICT)、物聯網(IoT)、大數據(Big Data)分析、區塊鏈(Block Chain)等跨領域前瞻技術,導入機械及感測元件,觀測環境溫度、濕度、光度、土壤水含量、營養成分、病蟲害,並將數據傳送至農民手機以判斷使用,讓農民可以不用隨時巡訪田地;配合機械播種、施肥、採收更能降低勞動力負擔。

  以溫室為例,溫室種植能夠減少農民看天吃飯的不便,然而因台灣夏季高溫多雨,夏季正午溫室內溫度可能會高達40℃以上,對作物生長著實不利,更不利溫帶蔬果,因此溫室內溫度調控對作物生長十分重要。智慧溫室藉由感溫設備,偵測溫室溫度自動調控風扇、空調,能減少農民手動開啟的不便。阿蓮蜜棗智慧農業溫室除了依照當地氣候,能定時在早上7點開啟風扇避免露水造成果實日燒,也能隨時偵測室內溫度,在炎熱的午後若室溫太高則會開啟循環風扇降低溫度,大幅減少對棗樹的傷害,更能提高果實品質、延長產期。光之莓草莓智慧溫室亦在解決夏季高溫多濕的溫室問題,除了在溫室側邊加強風扇及遮陰設備,在日照方面監控溫室各處光照條件並配合使用LED燈解決因天候及溫室內植株位置分布導致日照不均勻的問題。目前智慧溫室除了能夠自動調控室內溫度外,也有偵測土壤礦物成分的系統,提供農民知道土壤營養成分的狀況,再搭配適度施肥更能避免施肥過量。

  隨著科技進步,未來除了將客觀數據分析輔助農民了解田地狀況外,將結合人工智慧(Artificial Intelligence, AI),分析所得資訊並做出決策,讓田間管理更自動化。AIoT下的農業能更聰慧的解決農作物生長時可能會遇到的問題:在觀測到葉片的變色,即能分析出原因是生理障礙或是病原導致的病害並做出如何處置的判斷、根據枝條之間的風速變化、光照積值判斷是否需要修剪枝條以利植株之間的通風、果實著色……等,未來農民將只需要用手機便能清楚知曉目前田間作物生長情形如何,也無須到田裡進行繁重的農務工作,因為有輔助的智慧機器人幫忙完成工作。

  從IoT進入到AIoT需要藉由感測元件收集的各項資訊,彙整並藉由專家分析、引導數據解析,結合電腦及5G網路能將訊息更快速的傳遞擴散。台灣的農民種植經驗豐富,對在地作物生長情形更是瞭若指掌;目前除了收集數據,更仰賴農民的種植經驗,若能結合數據與種植經驗,分析出作物在什麼樣的客觀條件下應執行如何的處置措施、並配合優秀大學的研究成果提供精準的最優勢的生長條件,產學合作,在未來利用AI系統進行作物生長分析並做出決策將更便利。

  2020年開始,由於2019新型冠狀病毒疫情帶給全球勞動人口流動及市場消費型態巨大改變,對原本就有缺工及勞工高齡化問題的農業影響更是劇烈,在台灣疫情的影響雖然並不嚴重,但從農人口高齡化也是亟待解決的問題,因此農業投入機械化生產、智慧農業輔助下解決以往農民需要親力親為的巡視田地,減少負擔。智慧農業興起能因應極端氣候、病蟲害及勞工人口高齡化,在受疫情影響甚鉅的時代下更顯重要,也是全球在追求的新型農耕方式。

參考資料:

1.智慧農業政府網頁,智慧農業
2.行政院農業委員會。智慧溫室之數位分身創新應用。(Feb. 22, 2021)
3.徐白櫻(2021)。高雄推智慧農業 最高補助50萬
4.沈如萱(2019)。智慧溫室讓草莓產量增三倍

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